Eindrücke aus dem Verpackungslabor

Verpackungslabor



Forschung & Entwicklung


Lehre & Forschung

Im Laborbereich und im Technikum der Verpackungstechnologie finden Praktika, Projekte und Forschungsarbeiten statt. Diese sind sowohl auf die Analyse und Bewertung von Packstoffen, Packmitteln sowie  deren Wechselwirkungen mit den Packgütern als auch auf alle verarbeitungstechnischen Vorgänge (Formen, Trennen, Fügen, Dosieren, Fördern, Speichern, Ordnen) und deren exemplarische, maschinentechnische Umsetzung fokussiert. Untersucht werden Packmittel und Packgüter aller relevanten  Verarbeitungsgutformen, Werkstoffe und Rezepturen, wie z.B. Folien und Bögen als Flachformgut, Schüttgüter, newtonsche und nicht-newtonsche Flüssigkeiten sowie Stückgüter.

Arbeitsschwerpunkte und Forschung

Packmittel, Packstoffe und Packgut

  • Füllgutanalyse: Wechselwirkung des Füllguts mit Wasserdampf, Sauersoff und klimatischen Veränderungen
  • Packstoffanalyse: Siegelparameter und
    -eigenschaften, Gas- und Wasserdampfbarrierewirkung, Oberflächeneigenschaften (Reibung, Oberflächenenergie, Verklebungseigenschaften), mechanische Parameter, Wechselwirkung mit Maschinen, Analyse Stauchwiderstand
  • Verpackungsoptimierung: Packstoff-/Packmittelauswahl, Verbundoptimierung, Minimierung Packmitteleinsatz, Kennzeichnung und Produktsicherheit
  • Qualitätssicherung: Dichtigkeit, mechanische Belastbarkeit, klimatischer Einfluss auf Verpackungen
  • Rapid Prototyping: 3D-CAD-Konstruktion, 3D-Druck, Faltschachtelkonstruktion mit Schneidplotter

Prozess- und Maschinentechnik

  • Anlagenanalyse und -optimierung: 3D-Layout-Planung und Simulation für Herstell- und Verpackungsanlagen, Prozessoptimierung
  • Verpackungstechnologie: Dosiergenauigkeit, Parameterbestimmung zur Nass- und Trockenreinigung, Füllstrahlanalyse mit Zeitlupenaufnahme, Messung von Fließeigenschaften (z.B. Schüttgüter), Fremdkörpermanagement
  • Robotertechnik: Konzeptentwicklung, Bewegungsanalyse und -optimierung, Entwicklung und Test von Greifersystemen, Klebstoffauftrag

Bisherige Forschungsaktivitäten

  • Reinigungsoptimierung zur Reduzierung von Stillständen
  • Erhöhung der Betriebszeit von Verschließteilen
  • Barriereschichten aus alternativen Rohstoffen
  • Variation der Schutzgasatmosphäre einer Verpackung
  • Bewertung der Prozessparameter von Packstoffen
  • Optimierung von Rüstzeiten
  • Resilienz von Lebensmittel- und Verpackungsanlagen

 

Interessante Techniken

Messung der Sorptionsisotherme

Die Bestimmung der Sorptionsisotherme erlaubt die Betrachtung des Verhaltens von Lebensmitteln gegenüber Wasserdampf bei verschiedenen relativen Feuchten. Darüber hinaus lassen sich Vorhersagen über die relative Feuchte in einer Verpackung treffen und das Packmittel kann hinsichtlich Packstoffminimierung und Recyclingfähigkeit neu bewertet werden.

Sauerstoffverbrauchsmessung

Durch die Kenntnis des Sauerstoffverbrauchs eines Lebensmittels kann die Sauerstoffbarriere bzw. die Sauerstoffdurchlässigkeit des Packstoffes auf das jeweilige Lebensmittel individuell angepasst werden.  Die Bilanzierung des Sauerstoffverbrauchs in der Verpackung und der Durchlässigkeit des Packmittels erlaubt die Charakterisierung der Wechselwirkung eines Lebensmittels und der dazugehörigen Verpackung.

Prozesssimulation

Die Simulation von Herstellungsprozessen kann für Unternehmen ein wichtiges Instrument sein, um die Produktion kostengünstiger, effizienter und verlustärmer zu gestalten. Durch das Nachbilden der Realität können Produktionsprozesse vorab analysiert, mögliche Schwachstellen erkannt und von vornherein  vermieden werden. Das trägt zur Schonung sämtlicher Ressourcen bei.

Im Verpackungslabor stehen unterschiedliche Softwaresysteme zur Verfügung, mit denen entsprechende Simulationen von Lebensmittelherstellungs- und Verpackungsprozessen durchgeführt werden können.

 

 

Ausstattung

Grundlage bildet eine umfangreiche und moderne Ausrüstung an Versuchsständen, Analyse- und Messgeräten.

Analyse- und Messsysteme

  • Stationäre und mobile Messung von Feuchtigkeit, Temperatur, Druck, Weg
  • Geschwindigkeit und Schwingungen für die Analyse, Bewertung und Optimierung von Packmitteln, Packgütern und fertigen Verpackungen
  • Prüfsysteme für Dichtigkeit, Siegelnaht- und Zugfestigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Adsorption, Barriere, Materialsteifigkeit und -festigkeit
  • Gasanalyse (u.a. Sauerstoff-, Schutzgaseinsatz,...)
  • Oberflächenaktivierung und -modifikation, z.B. mit Plasmagenerator
  • Versuchssysteme zum Evakuieren, zur Begasung und zum Verschließen
  • Kontaktwinkelmessgerät, Wärmebild- und Zeitlupenkamera
  • Scherzelle zur Bestimmung von Schüttgutparametern
  • Versuchs- und Messsysteme zur Steuerung und Regelung

Prozess- und Maschinentechnik

  • Versuchsstände zur volumetrischen und gravimetrischen Dosierung von Schüttgütern, Flüssigkeiten und pastösen Gütern, wie z.B. Pumpensysteme, Schneckendosierung und Schwingförderer sowie Versuchsstand Füllstrahloptimierung für Flüssigkeiten mit Zeitlupenkamera
  • Delta-, Scara- und Knickarmroboter mit Bilderkennung und Fördertechnik sowohl für Pick-and-Place-Lösungen mit mechanischen und pneumatischen Greifersystemen als auch für komplexe Bewegungsbahnen der Arbeitsorgane, z.B. zur Dosierung, zum Klebstoffauftrag und zum Ultraschallschneiden,...
  • Versuchsstand zur Nassreinigung und Desinfektion (u.a. mit Chlordioxid) im Pulverbereich
  • Versuchsstände zum diskontinuierlichen und kontinuierlichen Ultraschalleinsatz, wie z.B. Schneiden von Packgütern, Schweißen/Siegeln und Trennen von Kunststofffolien, Reinigung
  • Versuchsstände zum thermischen Formen (Thermoformer, 3D-Druck) und mechanischen Fügen/Verschließen (Dosenbördeln, Sacknähmaschine)
  • Großformat-Schneidplotter sowie Kennzeichnungssysteme, wie Etikettendrucker und mobiler Inkjet-Handdrucker
  • komplette Verpackungssysteme, wie Vakuumkammermaschine, Form-, Füll- und Verschließmaschine mit Schneckendosierung (Schlauchbeutel) sowie Füll- und Verschließmaschine für vorgefertigte Beutel einschließlich Onlinebedruckung, kontinuierlicher Fertiger für Packstoffpolster

Impressionen

Das Team